UHPC超高性能混凝土預(yù)制T梁的實(shí)踐與思考

UHPC超高性能混凝土預(yù)制T梁的實(shí)踐

與思考浙江交工集團(tuán)股份有限公司，浙江杭州310000摘要：UHPC超高性能混凝土在橋梁維修加固到橋梁墩柱連接、濕接縫、橋面鋪裝等部位廣泛使用，在常溫養(yǎng)護(hù)條件下，具備高強(qiáng)、高延性、高耐久性、良好施工性能等特征，具有良好的工程適用價(jià)值和廣闊的推廣應(yīng)用前景。寧波舟山港主通道項(xiàng)目開(kāi)展超高性能混凝土提升跨海橋梁工程性能的應(yīng)用研究，選取煙墩互通B匝道作為UHPC超高性能混凝土預(yù)制T梁試點(diǎn)。B匝道UHPC超高性能混凝土預(yù)制T梁是國(guó)內(nèi)首次采用，目前均已經(jīng)預(yù)制并架設(shè)完成，本文通過(guò)介紹具體施工工藝實(shí)踐及施工過(guò)程中的思考，為后續(xù)UHPC超高性能混凝土在我國(guó)橋梁建設(shè)中的運(yùn)用提供了可借鑒的施工經(jīng)驗(yàn)。關(guān)鍵詞：UHPC超高性能混凝土預(yù)制T梁實(shí)踐思考1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介煙墩互通B匝道橋作為試驗(yàn)梁板進(jìn)行預(yù)制，本標(biāo)段預(yù)制UHPCT梁共有20片,梁高均為1.55m，預(yù)制邊梁上翼緣寬度為185cm,預(yù)制中梁上翼緣寬度為175cm。梁長(zhǎng)度最長(zhǎng)為29.92m，最短為29.29m。T梁斷面圖2施工工藝流程

工藝流程圖3鋼筋綁扎UHPC預(yù)制T梁在預(yù)制廠內(nèi)集中預(yù)制，采用模具化、流水化生產(chǎn)。鋼筋下料前對(duì)設(shè)計(jì)圖紙以及各種規(guī)格的鋼筋長(zhǎng)度和數(shù)量進(jìn)行認(rèn)真核對(duì)，保證鋼筋表面清潔、平直，對(duì)鋼筋的下料長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算，做到最合理的配料方式，減少浪費(fèi)。鋼筋加工成型的要點(diǎn)及注意事項(xiàng)和成型后質(zhì)量要求如下：1）超高性能混凝土構(gòu)件中鋼筋和預(yù)應(yīng)力筋的最小保護(hù)層厚度不應(yīng)小于鋼筋公稱直徑，不小于20mm.2）鋼筋接頭宜設(shè)置在受力較小的區(qū)段，并應(yīng)錯(cuò)開(kāi)布置。接頭宜采用焊接接頭和機(jī)械連接接頭；當(dāng)施工或構(gòu)造條件有困難時(shí)，除軸心受拉構(gòu)件或小偏心受拉構(gòu)件縱向受力鋼筋外也可采用綁扎接頭，搭接長(zhǎng)度不小于20倍鋼筋直徑。3）鋼筋凈距不應(yīng)小于1.5倍纖維長(zhǎng)度，且不應(yīng)小于30mm。腹板綁扎胎頂板綁扎胎架4模板清理及安裝模板為減少氣泡兩側(cè)張貼模板布，模板與模板之間的拼縫處用膠布整齊粘貼拼縫表面處應(yīng)不褶皺、無(wú)遺漏，保證澆筑時(shí)不漏漿，保證模板拼縫處外觀平整光潔，無(wú)錯(cuò)臺(tái)。肋板、橫隔板鋼筋，波紋管坐標(biāo)待監(jiān)理檢查合格后，進(jìn)行模板安裝使用龍門(mén)吊將模板轉(zhuǎn)運(yùn)到位，然后配合人工進(jìn)行安裝。模板塊件間用M18螺栓連接，側(cè)模由設(shè)置在頂部和下部的兩排?20mm拉桿對(duì)拉固定，上排拉桿設(shè)在外側(cè)模板的豎向肋上端，上層拉桿間距隨單段模板具體尺寸進(jìn)行對(duì)拉固定，下層拉桿間距為45cm，通過(guò)臺(tái)座預(yù)留孔設(shè)置。側(cè)模從一端開(kāi)始立，第一片吊立就位后用木楔支墊初步定位，然后吊裝對(duì)面一側(cè)的側(cè)模，依次安裝拉桿，找好上口尺寸及垂直度，接著安裝相鄰的一片模板，在梁底座穿入拉桿，通過(guò)夾板將側(cè)模與梁底模緊貼，與底座聯(lián)成一整體，模板頂部用拉桿拉緊。通過(guò)設(shè)置在模板下面的對(duì)口楔進(jìn)行微調(diào)，保證模板精確定位。5混凝土拌制及澆筑超高性能混凝土（以下簡(jiǎn)稱UHPC）是一種新型水泥基復(fù)合材料，抗拉強(qiáng)度可達(dá)20Mpa.抗壓強(qiáng)度可達(dá)120Mpa。不滲透等級(jí)大于P20，防凍等級(jí)大于F500，具有優(yōu)異的力學(xué)性能和耐久性。UHPC與普通混凝土材料不同之處在于添加了活性外加劑、高效減水劑和鋼纖維等它的配合比設(shè)計(jì)原則是：通過(guò)增加組分的細(xì)度，增加組分的活性，并且不添加粗集料，使材料內(nèi)的孔最小化。同時(shí)，滲入大量的鋼纖維材料，在混凝土受拉狀態(tài)時(shí)，表現(xiàn)出良好的抗拉性能。超高性能混凝土（UHPC）拌合采用立軸行星式強(qiáng)制攪拌機(jī)，在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行攪拌;本項(xiàng)目采用2.5方機(jī)進(jìn)行攪拌。

方軸強(qiáng)制式攪拌設(shè)備超高性能混凝土（UHPC）理論配合比原材料重量（kg/m3）口初終計(jì)擴(kuò)展凝時(shí)間凝時(shí)間容重度(min)(min)粉? 纖水外加(kg/m3)(mm)體維劑213.42.55三2W913060987004000超高性能混凝土（UHPC）實(shí)際配合比粉體(kg)纖維(kg)水(kg)液劑(kg)混凝土方量（m?）5400|403.91501.18.64_2.55投料順序：?jiǎn)?dòng)攪拌機(jī)f投入粉料（攪拌60s）-加水和液劑一攪拌240s（物料達(dá)到流化狀態(tài)）f投入纖維、繼續(xù)攪拌（攪拌180s）f出料。本次澆筑方量為16.99m3，考慮過(guò)程損耗，實(shí)際澆筑方量為17.85m3.混凝土通過(guò)三輛8m3混凝土運(yùn)輸車(chē)運(yùn)輸至前場(chǎng)（實(shí)際裝料控制在7.65m3）。第一盤(pán)料拌好之后進(jìn)行擴(kuò)展度試驗(yàn)（設(shè)計(jì)要求擴(kuò)展度±700mm）實(shí)測(cè)擴(kuò)展度750°1h后進(jìn)行二次擴(kuò)展度試驗(yàn)（設(shè)計(jì)要求擴(kuò)展度±650mm）實(shí)際擴(kuò)展度740。（1） 考慮到高性能混凝土的高流動(dòng)性，需配置2個(gè)與UHPC混凝土配套的3方斗。以保證能夠有效的控制閥門(mén)的大小，以及保證澆筑的連續(xù)性。（2） 澆筑過(guò)程中料斗可以在兩頭腹板與橫隔板交接的位置連續(xù)下料，利用混凝土超高的流動(dòng)性，兩頭料分別向中間合攏。澆到翼板時(shí)，控制卸料速度，先鋪滿低邊后，再澆筑高邊。（3） 澆筑完成之后，應(yīng)對(duì)表面邊進(jìn)行抹面收光和灑水覆膜養(yǎng)護(hù)作業(yè)。6養(yǎng)護(hù)UHPC攤鋪攤鋪完成之后，及時(shí)進(jìn)行收面及覆蓋薄膜養(yǎng)護(hù)工作，UHPC表面暴露于空氣中的時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)。覆蓋保濕養(yǎng)護(hù)薄膜之前，UHPC表面應(yīng)噴灑水霧，保持濕潤(rùn)狀態(tài)，以防止干縮開(kāi)裂。保濕養(yǎng)護(hù)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)缺水的地方應(yīng)及時(shí)補(bǔ)水。UHPC澆筑完成待混凝土終凝后，繼續(xù)48h的90°C的高溫蒸汽養(yǎng)護(hù)，以防止后期長(zhǎng)期的收縮開(kāi)裂。7預(yù)應(yīng)力張拉、壓漿當(dāng)梁板的混凝土強(qiáng)度達(dá)到85%以上且砼齡期不小于5d時(shí)方可進(jìn)行正彎矩段鋼絞線的張拉工作?？刂茟?yīng)力為1302MPa,預(yù)應(yīng)力鋼絞線采用張拉力與伸長(zhǎng)量雙向控制的方法進(jìn)行張拉。啟動(dòng)張拉后，由現(xiàn)場(chǎng)操作人員控制千斤頂進(jìn)行張拉。施加預(yù)應(yīng)力應(yīng)采用張拉力與引伸量雙控。當(dāng)預(yù)應(yīng)力鋼束張拉達(dá)到設(shè)計(jì)張拉力時(shí)，實(shí)際引伸量值與理論引伸量值的誤差應(yīng)控制在6%以內(nèi)。經(jīng)計(jì)算實(shí)際伸長(zhǎng)量-5.6%。張拉完成后測(cè)得起拱度為14.56mm。預(yù)應(yīng)力張拉期間豎向、側(cè)向變形符合要求。清除錨墊板上的雜物，確定壓漿端和出漿端，在兩端安裝控制閥壓漿管。開(kāi)始拌料，水膠比滿足規(guī)范要求后開(kāi)始?jí)簼{。壓漿從一端壓入，等另一端溢出濃稠漿體后，密封出漿管，繼續(xù)壓漿使壓力達(dá)到0.5MPa，關(guān)閉進(jìn)漿管撤除壓力。8施工過(guò)程中存在的問(wèn)題及思考UHPC超高性能混凝土預(yù)制T梁在工藝試驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)因其高流動(dòng)性，振搗后梁板表面氣泡很多，嚴(yán)重影響T梁的外觀質(zhì)量及耐久性。下面我們通過(guò)幾組工藝試驗(yàn)情況來(lái)對(duì)比分析尋找解決辦法。經(jīng)過(guò)6次工藝試驗(yàn)及實(shí)踐證明得到以下結(jié)論：1）拌和效率低。一片梁板設(shè)計(jì)方量16.99方，實(shí)際施工所需方量17.85方。從布料到制拌完成的時(shí)間需要大約3小時(shí)。2）模板易漏漿。超高性能混凝土具有極好的流動(dòng)性，因此模板稍有縫隙或者封堵不牢固就容易出現(xiàn)漏漿的現(xiàn)象。3）翼板厚度難控制。由于模板設(shè)置橫坡，而且此混凝土流動(dòng)性極好，在澆筑完成之后高邊的混凝土易向低邊流失因此澆筑完成之后高邊的翼板厚度偏低。4）施工過(guò)超中需使用模板布，方可確保梁板外觀質(zhì)量，混凝土振搗需采用高頻振搗器，使用插入式振搗會(huì)影響鋼纖維均勻分布。未貼模板布外觀質(zhì)量貼模板布外觀質(zhì)量9結(jié)束語(yǔ)UHPC材料具備優(yōu)良的變形性能與斷裂韌性，這一特性確保整個(gè)橋梁構(gòu)架有著非常好的吸收能量的能力，大大提升了橋梁構(gòu)架的整體抗震能力。UHPC材料有著較小的收縮徐變特性，這一特性在預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)應(yīng)用中的作用顯得尤為